计算机无线网络通信中的传输控制技术研究

龚 娇

（吉林司法警官职业学院，吉林 长春 130062）

1 引言

计算机通信技术为网络信息传输的主要技术，其能够在多种外在环境的干扰下，实现网络中数据信息的传输控制。但在计算机通信与其他网络技术的融合过程中，网络通信会受到信道误码、节点移动、数据处理时延等信息传输条件的影响，而发生TCP连接、信道传输带宽、数据时延长或传输差错的问题。本文围绕无线网络计算机通信的信息传输控制，进行通信系统与传输控制技术的分析。通过对通信系统信息传输实施要点的掌握，完成网络数据传输效率与传输质量的提高。

2 计算机通信系统的组成结构与工作原理

2.1 计算机通信系统的组成结构

当前计算机通信系统主要包括主机、通信子网和资源子网三部分内容，其中又存在着一系列的软硬件设备与通信协议。主机、通信子网和资源子网之间的通信协议，则主要负责对不同主机中的网络信息通信，进行准入协议与网络传输端口的协调。其中，通信子网主要利用结点交换机，进行通信链路各个通信设备的连接，并完成通信数据信息的转发与传输。在通信子网中的通信控制交换机，能够完成网络中通信设备的连接。通过网络中的终端传输接口，将数据信息传输至资源子网的主机中，从而完成不同主机之间的报文信息传输。

资源子网包括主机、终端控制器、数据库与外设接口等硬件设备，以及其他软件资源与通信协议。终端控制器包括移动智能终端、PC等输入输出设备，其可以通过主机系统或结点交换机，连入到信息传输网络中。而通信系统数据库能够完成对分布式通信系统，多个主机数据信息的存取与修改，以完成通信系统中数据信息的存储与共享。最后为各种应用系统与软件，以及信息传输中的通信协议，多个通信系统协作才能完成数据信息的传输。通过网络中的数据处理软件，进行数据信息的处理与资源共享。计算机通信系统的组成结构如图1所示：

图1 计算机通信系统的组成结构

2.2 计算机通信系统的工作原理

计算机通信系统主要依靠计算机、通信技术，进行网络空间的远程信息传输与资源共享，以完成具有独立功能的计算设备的连接。在计算机通信系统中，存在着众多的网络结点与线路，不同线路共同实现网络结点，以此形成计算机网络的拓扑结构。通信数据信息在传输的过程中，主要通过通信子网中的线路或广播信道，进行点到点之间的线状或环状数据连接。用户可以根据自身的数据获取需要，从输入线路中进行数据信息的录入与处理，也可以通过通信系统的输出端口，进行远程信息传输与资源共享。同时在这一网络信息传输过程中，需要利用各种存在的TCP/IP协议，进行不同计算机网络中数据传输设备的通信。当前根据TCP/IP协议体系结构，可将计算机网络分为七个信息传输层，主要包括物理层、网络层、数据链路层、会话层、传输层、表示层和应用层。层与层之间通过多种协议标准，完成TCP/IP设备中网络地址的统一分配。TCP/IP协议在数据传输过程中，主要功能如下：（1）首先TCP协议会根据数据的类别，将不同数据归类编号并封装为若干数据包，然后IP协议会将发送IP地址、接收IP地址写入数据包，再进行数据信息的发送。（2）不同数据包在通信网络的传输过程中，可能通过不同的网络链路与信道进行传输，由此会出现数据内容错乱或丢失的情况。而TCP协议能够对传输中的错误进行检查与纠错，以保证数据信息在传输中的安全。计算机通信系统的信息传输层如图2所示：

图2 计算机通信系统的信息传输层

3 计算机无线网络通信中传输控制存在的问题

当前无线网络主要由网络管理系统（NMS），基站控制器（BSC）、基站（BS）和用户站（SS）等组成。对于无线网络中的通信传输控制，由于受到外部网络电波与用户无规律流动的干扰，会出现数据信息传输延迟抖动、信道误码与丢包等问题。现阶段无线网络通信中的传输控制，主要存在以下几方面难题：

3.1 计算机无线网络通信中传输控制的信道误码

无线网络主要在室外进行数据传输，其无线信道中的数据传输，必然会受到外界地物环境的折射、反射等，以及各种空间噪声干扰，而出现信道误码、数据包丢失等状况。在借助传统TCP协议进行发送端、接收端之间的数据传输时，对那些未知数据或存在错误信息的数据包，系统会对其进行丢弃处理。而信息发送端也会在未接收到确认字符的情况下，重新发送原有的数据包，并减小发送端拥塞窗口的大小，以降低通信传输控制过程中的数据吞吐量。而且在发送端、接收端网络带宽分布不均的情况下，用户移动端在向发送端传输字符串信息过程中，会产生数据拥堵或延迟抖动的问题，这严重影响发送端对网络丢失数据包的统计。因此对通信链路数据包传输控制的错误判断，大大降低通信网络的传输性能。

3.2 计算机无线网络通信中的节点移动与传输延迟

当前移动用户可以借助于单跳基站无线接入，将相应无线接收设备接入到有线网络，基站（BS）设备也需要通过无线网络，回传数据至移动用户的接收设备。在用户使用无线网络进行通信的过程中，需要在不同基站覆盖区域进行移动，这就导致自组织网络（MANET）工作的切换问题。这一无线网络通信中传输链路、路由的改变，会导致TCP网络协议通信的数据包丢失，从而造成数据传输控制的拥堵问题。在传统TCP网络协议的限制下，单位时间内无线信道传输的数据流会迅速下降，最终出现数据传播与处理的延迟。特别是对于卫星信道的网络数据传播，存在着网络信道利用率与数据传输的延迟难题。因此需要针对无线网络通信传输控制的诸多问题，制定TCP无线网络传输的改进协议，才能保证数据传输的实时性与安全性。

4 计算机无线网络通信传输控制技术的改进策略

4.1 计算机无线通信传输中误码丢包的改进措施

4.1.1 无线通信传输中Snoop代理的数据包抓取

Snoop代理是Solaris系统中的数据包抓取工具，其能够在无线网络程序的通信过程中，捕获传输的IP数据包内容。当前Snoop代理主要位于通信基站的网络传输层，其负责对基站流通数据包的监测，并通过重传数据包来减少发送端、接收端之间的信道误码率。因此对于每个数据包在无线网络中的传输，Snoop代理都会使用超时计时器，进行数据包传输与丢失情况的统计，并对那些未确认的数据包信息进行缓存。而对于那些捕获的数据包内容，Snoop代理会运用一行或多行字符串进行显示，并仅显示传输最高层的协议信息。在利用Snoop代理进行数据包的重传，可以在不修改发送端TCP协议的前提下，展开数据包重新发送，以及对重复字符串信息进行丢弃，由此降低数据发送端的拥堵问题，并有效提升无线网络的数据传输量。

4.1.2 无线通信中WTCP与ITCP代理的传输控制

WTCP代理也借助于eNodeB基站，来完成TCP报文数据传输与重传工作，以最大程度减少无线网络中数据包丢失所造成的拥塞现象。但WTCP代理并不设置相应的超时计时器进行数据重传耗费时间的计量。因此在WTCP代理中数据发送的往返延迟，不会受到eNodeB基站数据包重传的影响。在运用WTCP代理建立网络连接的过程中，用户接收端会向数据服务器发送申请，然后eNodeB基站会发送相应的字符串报文至用户端，表示收到用户接收端的请求。在完成发送端、接收端之间的连接建立后，就能够实现不同网络终端的数据信息传输。eNodeB基站中存在WTCP代理、IP代理等网络层级，WTCP代理能够对IP中的数据包进行缓存，对于那些不符合序列要求的数据包，WTCP会将其认定为信道链路错误，并通过对发送端拥塞窗口的设置，来进行端到端数据传输时延的控制。而ITCP代理在无线通信传输控制中的应用，主要起到增大无线传输链路数据吞吐量，降低网络信道误码率的作用。无线通信中WTCP代理端到端传输控制如图3所示：

图3 无线通信中WTCP代理端到端传输控制

4.1.3 无线通信中重传丢失检测与区分的传输控制

由于无线信道中数据传输的误码率较高，因此使用重传丢失检测与区分代理，进行拥塞窗口与数据重传的控制，可以有效减少数据丢包或重传的概率。重传丢失检测与区分（DDLRP）通常借助于拥塞警告(CW)，进行信道拥塞或非拥塞的丢包检测。在发送端出现信息传输拥塞的情况下，路由器会发送相应的字符串拥塞警告，来通知发送端进行数据包的重传，并对丢失的数据包进行检测。在发送端收到拥塞警告为1，则会启动丢失数据包的拥塞控制；而发送端收到拥塞警告为0的情况，则表明数据包丢失不是拥塞造成的。

4.2 计算机无线通信传输中链路中断的改进措施

在无线通信网络中对于传输链路的控制，主要通过发送端发送窗口、网络超时重传等的冻结，进行网络传输链路中断的感知，以及0窗口字符串信息的发送。其中发送端发送窗口通常借助于网络中间节点，或者服务器/浏览器（BS）网络架构中的信号强度，进行网络链路中断的感知。其中0窗口字符串信息为链路中断的信号，发送端在收到该信息后，会对发送窗口的状态信息进行冻结，以避免超时重传情况的发送。之后使用零窗口探测定时器（ZWP），展开链路中断的检测活动，然后将0窗口字符串信息发送给移动用户，最终对恢复后的链路进行数据重传。通过在10Mb/s网络中进行模拟中断实验得出，在发送端发送窗口网络冻结的情况下，可以有效增大传输链路的数据吞吐量，并提升TCP代理的性能与传输高效性。而对于无线网络中用户节点移动的问题，需要通过对网络超时重传的冻结，进行数据包重传速率的控制，以减少频繁重传产生的时间间隔。在进行发送端发送窗口、网络超时重传等的冻结后，可以有效降低链路中断而造成数据包丢失状况，提升TCP的网络传输性能。

4.3 计算机无线通信传输中数据时延的改进措施

当前无线信道中的网络通信与数据传输，存在着发送端带宽大于接收端带宽的情况。而且由于多个用户对无线传输带宽的使用，造成数据往返传输过程的时延抖动问题，进而致使网络传输控制中数据吞吐量的降低。通过引入非拥塞丢失控制（TCPNCL）的数据时延解决方式，能够改进网络链路数据时延抖动的难题，从而减少发送端对丢失数据包的超时重传。通过利用拥塞确定计时器、超时重传计时器等，进行数据重传过程中的拥塞控制。首先在完成拥塞确定计时器的开启后，可以对发送端接收的字符串数据进行检测，并分析发生超时重传现象的主要原因。若由于数据包丢失而导致超时重传，则需要确认重传的数据包；若由于数据时延抖动导致超时重传，则要在不启用拥塞控制的情况下，对数据包往返时延进行更新，以保证无线通信传输中的性能稳定。

5 结语

在计算机通信与集成技术高速发展的前提下，不同网络系统的信息传输，已成为各个行业数据交换的主要渠道。但在网络信道误码、节点移动、数据处理时延等干扰的情况下，计算机通信传输存在着相应的信道误码数据包丢失、信道误码与网络拥塞等问题。因此在计算机通信的数据传输过程中，需要通过多种TCP网络传输协议与代理技术的构建，来推动发送端、接收端之间数据传输的透明化，提升无线信道网络数据传输的吞吐量，并保障通信空间中数据信息的高效、稳定与安全传输。